KR101277905B1 - 기판의 온도를 결정하는 장치 및 방법 - Google Patents

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Abstract

기판의 온도를 측정하는 장치가 개시된다. 장치는 기판과 열 접촉된 인광 물질을 포함하고, 인광 물질은 제 2 파장 범위의 전자기 방사에 노출되었을 때 제 1 파장 범위의 형광 반응을 생성하고, 형광 반응은 인광 물질의 온도와 연관되는 감쇠율로 감쇠 되며, 그리고 인광 물질은 플라즈마에 노출되었을 때 제 1 세트의 비-휘발성 부산물을 생성한다. 장치는 또한 인광 물질과 플라즈마 사이에 위치한 배리어 윈도우 (barrier window) 를 포함하고, 배리어 윈도우는 적어도 제 1 파장과 제 2 파장 부분이 투과되도록 하고, 배리어 윈도우는 플라즈마에 노출되었을 때 제 1 세트의 비-휘발성 부산물보다 적은 제 2 세트의 비-휘발성 부산물을 생성하고, 전자기 방사가 배리어 윈도우를 통하여 인광 물질까지 투과될 때, 온도가 형광 반응의 감쇠율로부터 결정된다.
Figure R1020087007755
기판 온도 측정 장치, 플라즈마 처리 시스템, 인광 물질, 노치, 배리어 윈도우

Description

기판의 온도를 결정하는 장치 및 방법 {APPARATUS FOR DETERMINING A TEMPERATURE OF A SUBSTRATE AND METHODS THEREFOR}
본 발명은 전반적으로 기판 제작 기술에 관한 것이며 더 상세하게는 기판의 온도를 결정하는 장치 및 방법에 관한 것이다.
기판 처리에서, 예를 들면, 반도체 기판이나 평판 디스플레이 제작에서 쓰이는 유리 패널에서, 플라즈마가 자주 사용된다. 기판 처리의 일부로서, 예를 들면, 기판은 다수의 다이나, 직사각형 면적으로 나눠 지고, 각 부분은 집적회로가 될 것이다. 그 후, 기판은 물질이 선택적으로 제거 (에칭) 되고 증착되는 일련의 단계에 의해 처리된다. 목표 게이트 길이 각각의 나노미터 편차는 이런 디바이스의 동작 속도를 직접적으로 변화시킬 수도 있으므로, 대략 수 나노미터의 트랜지스터 게이트 임계 치수 (CD : Critical Dimension) 제어가 가장 우선순위다.
그 다음, 경화 에멀젼 영역이 선택적으로 제거되면, 하부 레이어의 컴포넌트가 노출된다. 그 다음, 기판은 척 (chuck) 이나 페데스탈 (pedestal) 이라고 불리는, 단극 전극이나 양극 전극을 구비하는 기판 지지 구조상의 플라즈마 처리 챔버에 놓여 진다. 그 다음, 적절한 에천트 소스 (etchant source) 가 챔버로 유입되고, 점화되어 기판의 노출된 영역을 에칭하기 위해서 플라즈마를 형성한다.
그러나, 이런 그리고 다른 플라즈마 처리에서, 챔버 잔여물 축적, 플라즈마가 챔버 구조에 손상을 일으키는 것 등으로 인해 플라즈마 처리 시스템에서의 처리 조건이 동적일 수도 있기 때문에 공정을 모니터링하는 것은 종종 어렵다. 예를 들어, 플라즈마 처리 장치에서 기판의 플라즈마 처리의 균일성을 증진시키기 위해서, 에칭이 일어나고, 물질이 증착되며 (예를 들어, CVD 또는 PVD 기술에 의해), 및/또는 포토레지스트가 제거되는, 기판의 노출된 표면의 온도를 제어하는 것이 바람직하다. 만약 기판의 온도가 일정 온도를 초과할 경우, 기판 손상 (예를 들어, 포토레지스트 손상) 이 일어날 수 있고, 온도-의존 화학 반응이 달라질 수 있다. 또한, 기판 온도는 기판 표면상의 폴리-불화-탄소 (poly-fluoro-carbon) 와 같은, 폴리메릭 (polymeric) 필름의 증착율을 변경하여 플라즈마 선택성에 상당하게 영향을 미칠 수도 있다. 주의 깊은 모니터링은 편차를 최소화할 수도 있고, 다른 파라미터를 위한 더 넓은 처리 윈도우를 허용할 수도 있고, 처리 제어를 개선시킬 수도 있다. 그러나, 실제로 플라즈마 처리에 영향을 미치지 않고 인시츄 (in-situ) 온도를 직접적으로 결정하는 것은 어려울 수도 있다. 그러므로 기판을 물리적으로 접촉하지 않는 간접 온도 측정 (ITM : indirect temperature measurement) 디바이스가 선호된다.
그러나, 몇몇의 ITM 디바이스에서는 근접한 다른 구조들 (예를 들어, 척 등) 로부터 전달되는 열 에너지를 기판의 온도와 충분히 차단하는 것이 불가능할 수도 있다. 예를 들어, 열전대 (thermocouple) 는 척에 부착될 수도 있고, 그 결과로, 척은 기판과 열 접촉 한다. 척은, 기판과 다른 축열제이고, 역시 다른 온도일 수도 있다. 그러므로, ITM 디바이스는 일반적으로 특정 처리 방법의 특정 기판 구성에서는 교정되어야만 한다.
반대로, 다른 ITM 디바이스는 기판을 열적으로 차단할 수도 있으나, 그것들은 측정된 온도에 영향을 미칠 기판들 사이의 물리적 편차에 민감하다. 그러므로, 이러한 ITM 디바이스도 교정되어야 한다. 예를 들어, 전자기 고온계 (pyrometer) 는 기판 온도와 상관될 수도 있는 기판의 방출된 방사 (예를 들어, 포토 루미네센스 (photoluminescence)) 의 강도를 측정하는데 사용될 수도 있다. 일반적으로, 기판은 어떤 주파수의 전자기 방사를 흡수할 수도 있고, 그 후 기판의 특정 구조, 구성, 및 품질에 따라 다른 주파수의 방사를 내보낼 수도 있다.
교정에는 일반적으로 여러 가지 방법이 있다. 특히 한 방법은 ITM 디바이스로부터 측정된 제 1 기판의 인시츄 온도와, 더 정확한 교정 디바이스에 의해 측정된 같은 기판의 제 2 온도를 비교하는 것을 포함한다. 그러나, 일반적으로 교정 디바이스의 일부분이 기판과 물리적으로 접촉되어야 하는데, 교정 디바이스가 일반적으로 표준 기판 처리에 알맞지 않기 때문에, 권장되지 않는다. 예를 들어, 특정 공정에서 특정 기판 구성 배치 (batch) 를 처리하기 전에, 교정 디바이스에 의해 ITM 디바이스가 교정된다. 일단 교정이 일어나면, 표준 기판 처리가 시작된다.
인광 온도 측정 장치 (thermometry) 는 일반적으로 ITM 디바이스를 교정하는데 사용된다. 우선, 광 (전자기 방사) 을 제 1 파장 범위내에서 무기 인광 물질에 투과시키고, 그 다음, 제 2 파장 범위내에서 형광 반응의 감쇠율을 측정하여, 인광 물질, 및 이에 따라서 인광 물질이 위치된 기판의 온도가 결정될 수 있다. 다시, 인광 물질이 기판에 물리적으로 접촉해야하므로, 인광 온도 측정 장치는 일반적으로 기판 제조의 사용에 권장되지 않는다.
일반적으로, 인광 물질은 미량 원소가 도핑된 미세한 가루이며, 미량 원소는 짧은 파장의 광 (자외선이나 청색광) 에 의해 여기될 때, 긴 파장의 광을 낸다. 세라믹 인광 물질은 일반적으로 플라즈마 처리 챔버에서 선호되는데 매우 높은 온도에 대한 그들의 내성 때문이다. 세라믹 인광 물질은 일반적으로 무기성, 비-금속성, 결정질이다 (예를 들어, Eu, Dy 또는 Tm 이 도핑된 Y3A15O12 (YAG), Eu 또는 유사한 희토류 화합물이 도핑된 Y2O3).
교정 기판의 경우에는, 일반적으로 척을 대면하는 기판의 일면에, 인광 입자가 부착될 수도 있고, 척 안의 캐비티 (cavity) 에 위치되는 레이저/센서 결합에 의해 발광할 수도 있다. 일반적으로, 교정 기판은 인광 입자가 위치하는 기판 표면상에 특수한 노치 (notch) 를 가질 수도 있다. 어떤 구성에서는, 인광 입자는 바인더 (binder) 물질을 사용하여 기판에 직접적으로 부착된다. 페인트와 같이, 바인더는 균일한 밀도와 응결뿐만 아니라, 기판 표면과의 결합을 인광 입자에 제공하는 경향이 있는 물질이다. 다른 구성에서는, 인광 입자는 차례로 기판에 부착되어 있는 패치 (patch) 에 내장되어 있다. 일반적으로, 정전기력에 의해 기판을 척 위에 고정하는 척킹 처리와 간섭되는 것을 방지하기 위해서, 바인더와 결합되거나, 인광 패치에 놓여 지는 인광입자는 노치의 오목한 위치에 놓여 진다.
도 1 을 참조하면, 기판 제조에서 쓰이는 일반적인 인광 물질 온도 측정 장치의 구성이 도시된다. 일반적으로 척 (116) 위에 위치한, 반도체 기판이나 유리판 (glass pane) 과 같은, 기판 (114) 의 노출된 부분의 처리 (예를 들어, 에칭 또는 증착) 를 위해서, 적당한 가스 세트는 플라즈마 (110) 를 만들기 위해 유입되고 이온화된다. 기판 (114) 은 전술한 인광 물질 (140) 로 더 구성된다. 또한, 광섬유 센서/투과기 (142) 는 레이저가 인광 물질 (140) 로 투과될 수도 있고, 형광 반응의 결과를 측정할 수 있도록 위치될 수도 있다. 또한, 관측된 형광 반응을 기록하고 대략적인 기판 온도와 상관할 수 있는 데이터 획득 및 분석 디바이스 (144) 는, 센서/투과기 (142) 에 결합될 수도 있다.
도 2 를 참조하면, 인광 물질 온도 측정 장치가 용량 결합된 (capacitively coupled) 플라즈마 처리 시스템의 간략화된 도면이 도시된다. 일반적으로, 용량 결합된 플라즈마 처리 시스템은 하나의 또는 여러 개의 분리된 RF 파워 소스로 구성될 수도 있다. RF 생성기 (134) 에 의해 생성된, RF 소스는 용량 결합을 통하여 플라즈마 밀도를 제어할 뿐만 아니라 플라즈마를 생성하기 위해 일반적으로 사용된다. RF 바이어스 생성기 (138) 에 의해 생성된, RF 바이어스는 일반적으로 DC 바이어스와 이온 충돌 (ion bombardment) 에너지를 제어하기 위해 사용된다. 또, 매칭 네트워크 (matching network ; 136) 는 RF 생성기 (134) 와 RF 바이어스 생성기 (138) 에 결합되고, 매칭 네트워크 (136) 는 RF 파워 소스의 임피던스와 플라즈마 (110) 의 임피던스를 매칭시키려고 시도한다. 다른 형태의 용량성 반응기는 RF 파워 소스 및 상부전극 (104) 과 연결되어 있는 매칭 네트워크를 가진다. 또한, 유사 RF 와 전극 배치를 따르는 3극 진공관 (triode) 과 같은 다중-애노드 (anode) 시스템도 있다.
일반적으로, 적절한 가스 세트는 상부전극 (104) 의 인렛 (inlet) 을 통해 가스 분배 시스템 (122) 에서부터 플라즈마 챔버 벽 (117) 을 가지는 플라즈마 챔버 (102) 로 유입된다. 그 다음, 전극으로도 사용될 수 있는 척 (116) 상의 에지링 (edge ring ; 115) 과 함께 위치한, 반도체 기판 또는 유리판과 같은 기판 (114) 의 노출된 영역을 처리하기 위하여 (예를 들어, 에칭 또는 증착), 이러한 플라즈마 처리 가스는 플라즈마 (110) 를 형성하도록 이온화될 수도 있다. 부가적으로, 이러한 광 섬유 센서/투과기 (142) 가 레이저를 인광 물질 (140) 을 통하여 전달하고, 형광 반응의 결과를 측정할 수 있도록, 척 (116) 은 또한 캐비티로 구성될 수도 있다. 또한, 벨브 (112) 및 펌프 세트 (111) 를 포함하는 진공 시스템 (113) 은 플라즈마 (110) 를 유지시키는데 요구되는 압력을 얻기 위해서 플라즈마 챔버 (102) 로부터의 공기를 빼내기 위해 일반적으로 사용된다.
부가적으로, 플라즈마가 정화될 때 온도의 평형을 이루기 위하여 어떤 종류의 냉각 시스템 (미도시) 은 척 (116) 과 결합 된다. 냉각 시스템은 보통 척 안의 캐비티를 통해 냉각제를 주입하는 냉각장치와, 척과 기판 사이에서 주입되는 헬륨가스를 포함한다. 발생된 열을 제거하는 것에 부가하여, 헬륨가스는 냉각 시스템이 열 손실을 빠르게 제어하게 한다. 즉, 헬륨 압력을 증가시켜 열 전도율이 증가 된다.
일반적으로, 즉발 (prompt) 형광 감쇠 시간
Figure 112008023049910-pct00001
는 온도 함수에 의해 변화되며 다음과 같이 정의될 수 있다:
Figure 112008023049910-pct00002
( 식1 )
I 는 형광 광도 (light intensity) (-), I0 는 초기 형광 광도 (-), t는 여기가 정지된 때부터의 시간 (s), 그리고
Figure 112011095095093-pct00003
는 즉발 형광 감쇠 시간 (s)이다. 형광 광도의 단위는 임의다. 광의 강도를 초기 값의 e-1 (36.8%) 로 줄이는데 걸리는 시간은 즉발 형광 감쇠 시간에 의해 정의될 수도 있다 (Advances In High Temperature Phosphor Thermometry For Aerospace Applications, by S.W. Allison et. al., American Institute of Aeronautics And Astronautics, p.2 참조).
도 3 을 참조하면, 각각의 인광물질의 주요 방출 라인에 대하여 0o K 에서 1900oK 온도 범위에서 안정된 인광 물질의 감쇠 수명의 개략도를 도시한다 (Fiber Optic Temperature Sensor for PEM Fuel Cells, by S.W. Allison, Oak Ridge National Laboratory, U.S. Department of Energy, p.7 참조).
도 4 를 참조하면, 실리콘 접착제와 같은 바인더로 인광 입자가 기판 표면에 부착된 기판의 간략한 도면이 도시된다. 전술한 바와 같이, 인광 입자는, 일반적으로 플라즈마 (112) 에서 먼 쪽의 기판 표면 위에 위치한 노치 (406) 에 있는 바인더 물질 (140a) 를 사용하여 기판 (108) 에 직접적으로 부착될 수도 있다. 이 예에서는, (수직축을 따른) 높이 (404) 가 약 0.006 인치이고, (수평축을 따른) 너비 (402) 는 0.25 인치이다.
도 5 를 참조하면, 인광 패치가 있는 기판의 간략한 도면이 도시된다. 전술한 바와 같이, 인광 패치 (140b) 는, 일반적으로 플라즈마 (112) 와 먼 쪽의 기판 표면 위에 위치한 노치 (406) 내에서 열 전도의 실리콘 접착제 (505) 를 사용하여 기판 (108) 에 직접적으로 부착될 수도 있다.
비록 일반적으로 기판과 척 사이에 차폐되어 있어도, 기판 노치의 세라믹 입자는 여전히 노출될 수도 있고 플라즈마에 의해 에칭될 수도 있다. 플라즈마 처리에 의해 생성된 다른 유기적이고 무기적인 부산물과 자유롭게 결합하여, 비-휘발성의 세라믹 입자는 플라즈마 챔버의 내부 표면에 증착될 수도 있다. 이러한 부산물은 결국 벗겨져 기판 결함의 민감도를 증가시킬 수도 있고, 클리닝 사이의 평균 시간 (MTBC ; mean time between cleaning) 을 줄일 수도 있고, 수율을 줄이는 등의 결과를 낼 수도 있다.
전술한 바를 고려하여, 플라즈마 챔버 오염을 최소화하면서 기판의 온도를 결정하는 장치 및 방법이 요구된다.
본 발명의 일 실시형태는, 기판의 온도를 측정하는 장치와 관련된다. 장치는 기판과 열 접촉한 인광 물질을 포함하고, 인광 물질은 제 2 파장 범위의 전자기 방사에 노출되는 경우 제 1 파장 범위의 형광 반응을 생성하고, 형광 반응은 인광 물질의 온도와 연관되는 감쇠율로 감쇠되며, 인광 물질은 플라즈마에 노출되는 경우 제 1 세트의 비-휘발성 부산물을 생성한다. 장치는 또한 인광물질과 플라즈마 사이에 위치되는 배리어 윈도우 (barrier window) 를 포함하고, 배리어 윈도우는 제 1 파장과 제 2 파장의 적어도 일부분이 투과되도록 하고, 배리어 윈도우는 플라즈마에 노출되는 경우 제 1 세트의 비-휘발성 부산물보다 적은 제 2 세트의 비-휘발성 부산물을 생성하고, 전자기 방사가 배리어 윈도우를 통하여 인광물질로 투과되는 경우, 온도는 형광 반응의 감쇠율로부터 결정된다.
본 발명의 일 실시형태는, 기판의 온도를 측정하는 장치와 관련된다. 장치는 인광물질을 기판과 열 결합시키는 수단을 포함하고, 인광 물질은 제 2 파장 범위의 전자기 방사에 노출되는 경우 제 1 파장 범위의 형광 반응을 생성하고, 형광 반응은 인광 물질의 온도와 연관되는 감쇠율로 감쇠되며, 인광 물질은 플라즈마에 노출되는 경우 제 1 세트의 비-휘발성 부산물을 생성한다. 장치는 또한 배리어 윈도우를 인광물질과 플라즈마 사이에 위치시키는 수단을 포함하고, 배리어 윈도우는 제 1 파장과 제 2 파장의 적어도 일부분이 투과되도록 하고, 배리어 윈도우는 플라즈마에 노출되는 경우 제 1 세트의 비-휘발성 부산물보다 적은 제 2 세트의 비-휘발성 부산물을 생성한다. 장치는 또한 전자기 방사가 배리어 윈도우를 통하여 인광 물질에 전달되는 경우 형광 반응의 감쇠율로부터 온도를 측정하는 수단을 포함한다.
본 발명의 일 실시형태는, 기판의 온도를 측정하는 방법과 관련된다. 이 방법은 인광물질을 기판과 열 결합시키는 수단을 포함하고, 인광 물질은 제 2 파장 범위의 전자기 방사에 노출되는 경우 제 1 파장 범위의 형광 반응을 생성하고, 형광 반응은 인광 물질의 온도와 관계된 감쇠율로 감쇠되며, 인광 물질은 플라즈마에 노출되는 경우 제 1 세트의 비-휘발성 부산물을 생성한다. 방법은 또한 배리어 윈도우를 인광물질과 플라즈마 사이에 위치시키는 방법을 포함하고, 배리어 윈도우는 제 1 파장과 제 2 파장의 적어도 일부분이 투과되도록 하고, 배리어 윈도우는 플라즈마에 노출되는 경우 제 1 세트의 비-휘발성 부산물보다 적은 제 2 세트의 비-휘발성 부산물을 생성한다. 방법은 또한 전자기 방사가 배리어 윈도우를 통하여 인광 물질에 투과되는 경우 형광 반응의 감쇠 속도로부터 온도를 측정하는 방법을 포함한다.
본 발명의 이러한 그리고 다른 특징들이 다음의 도면과 함께 아래 발명의 상세한 설명으로 더 자세히 기술될 것이다.
본 발명은 첨부한 도면에서 한정이 아닌 예로서 예시되며, 유사한 참조 부호가 유사한 구성 요소를 지칭한다.
도 1 은 기판 제조에서 쓰이는 일반적인 인광 물질 온도 측정 장치 구성을 도시한다.
도 2 는 인광 물질 온도 측정 장치가 용량 결합된 플라즈마 처리 시스템의 개략도를 도시한다.
도 3 은 각각의 인광물질의 주요 방출라인에 대하여 0oK 에서 1900oK 온도 범위에서 안정된 인광 물질의 감쇠 수명의 개략도를 도시한다.
도 4 는 인광 입자가 실리콘 접착제와 같은 바인더로 기판 표면에 부착되어 있는 기판의 개략도를 도시한다.
도 5 는 인광 패치가 있는 기판의 개략도를 도시한다.
도 6 은 석영 (SiO2) 의 투과 그래프를 도시한다.
도 7 은 붕규산 유리 (borosilicate glass) 의 투과 그래프를 도시한다.
도 8 은 사파이어의 투과 그래프를 도시한다.
도 9 는 불화 마그네슘 (MgF2) 의 투과 그래프를 도시한다.
도 10a 는 본 발명의 일 실시형태에 따르는, 배리어 윈도우가 접착제에 의해 기판에 고정된 기판의 개략도를 도시한다.
도 10b 는 본 발명의 일 실시형태에 따르는, 세라믹 인광 입자가 접착제에 의해 기판에 고정된 배리어 윈도우내에 제조되는 기판의 개략도를 도시한다.
도 11a 는 본 발명의 일 실시형태에 따르는, 접착제의 필요 없이 배리어 윈도우가 기판 쉘프 (shelf) 상에 고정된 기판의 개략도를 도시한다.
도 11b 는 본 발명의 일 실시형태에 따르는, 세라믹 인광 입자의 부착 레이어와 함께, 배리어 윈도우가 접착제로 기판 쉘프 상에 수평 및 수직으로 고정된 기 판의 개략도를 도시한다.
도 11c 는 본 발명의 일 실시형태에 따르는, 세라믹 인광 입자의 부착 레이어가 있는 배리어 윈도우가 접착제로 기판 쉘프 상에 수평으로 고정된 기판의 개략도를 도시한다.
도 12 는 본 발명의 일 실시형태에 따르는, 배리어 윈도우가 원형의 개스킷 (gasket) 의 세트에 의해 고정된 기판의 개략도를 도시한다.
도 13 은 본 발명의 일 실시형태에 따르는, 배리어 윈도우가 직사각의 개스킷의 세트에 의해 고정된 기판의 개략도를 도시한다.
도 14 는 본 발명의 일 실시형태에 따르는, 서로 다른 세라믹 인광 물질의 세트가 위치된 배리어 윈도우의 개략도를 도시한다.
도 15 는 본 발명의 일 실시형태에 따르는, 기판의 온도를 측정하는 간략화된 방법을 도시한다.
이하, 첨부한 도면에 예시된 바와 같은 본 발명의 몇몇의 바람직한 실시형태를 참조하여 본 발명을 상세히 설명할 것이다. 이하의 설명에서, 다수의 구체적인 세부사항들은 본 발명의 전반적인 이해를 제공하기 위해 설명되는 것이다. 그러나, 당업자에게 있어 이러한 구체적인 세부사항의 일부나 전부가 없더라도 본 발명이 실시될 수 있음은 명백할 것이다. 다른 경우에, 주지의 처리단계 및/또는 구조들은 본 발명을 불필요하게 모호하게 하지 않도록 상세하게 기술하지는 않 았다.
이론에 의해 한정되지 않기를 바라면서, 본 발명자는 배리어 윈도우를 세라믹 인광 물질과 플라즈마 사이에 위치하는 것으로 플라즈마 챔버 오염을 최소화하면서 인광 온도 측정 장치로 기판의 온도를 결정할 수도 있다고 본다. 일 실시형태에서, 배리어 윈도우는 석영을 포함한다. 일 실시형태에서, 배리어 윈도우는 사파이어를 포함한다. 일 실시형태에서, 배리어 윈도우는 유리를 포함한다. 일 양태에서, 유리는 붕규산염을 포함한다. 일 실시형태에서, 배리어 윈도우는 MgF2를 포함한다.
비자명한 방법으로, 챔버에 하나의 구조를 추가하는 것은, 즉, 세라믹 인광 입자와 플라즈마 사이에 위치한 배리어 윈도우는 플라즈마 챔버 오염을 줄일 수 있다. 일반적으로, 기판과 척 사이에 위치한 세라믹 인광 물질에 의하여 야기되는 오염에 의한 위험이 거의 없다고 믿어져 왔다. 그러나, 비록 일반적으로 기판 매스에 의해서 차폐되어 있기는 하지만, 기판 노치에 있는 세라믹 입자는 여전히 플라즈마에 노출될 수도 있고 비-휘발성 부산물의 원인이 될 수도 있다. 플라즈마 처리에 의해 생성된 다른 유기적 및 무기적인 부산물을 혼합하여, 비-휘발성 부산물은 내부 표면과 플라즈마 챔버 벽에 증착될 수 있으며, 이것은 플라즈마 챔버로부터 효율적으로 제거하기 어려운 경향이 있는 필름이 된다.
오염은 디바이스 크기가 줄고 더 향상된 물질이 쓰이면 더 뚜렷해 질 수도 있다. 예로, 고유전막 (HfOx, HfSixOy, 등) 부산물, 금속 전극 (Pt, Ir, IrOx, 등) 부산물, 메모리 물질 부산물 (PtMn, NiFe, CoFe, FeW, 등), 상호 연결 부산물 (Cu, Ru, CoWP, Ta, 등) 을 포함한다. 그 결과적인 오염 증착은 결국 벗겨질 수도 있고, 따라서 기판 결함의 민감도가 증가되고, 클리닝 사이의 평균 시간 (MTBC) 이 줄고, 수율을 줄이는 등이 있을 수도 있다. 예를 들어, 플라즈마 처리에 의해, 전도성의 필름 증착은 플라즈마 소스와 바이어스의 FW 결합에 영향을 줄 수도 있는 플라즈마 챔버 내부 표면상에 생길 수도 있다. 추가로, 부산물 증착은 플라즈마 밀도 드리프트에 기여할 수도 있다.
챔버에서 표면과의 증착의 접착 정도와, 그로 인한 다음의 잠재적인 오염의 정도는 보통 특별한 플라즈마 처리 방법 (예를 들어, 화학적 성질, 파워, 및 온도) 및 챔버 처리 키트의 초기 표면 조건에 의존한다. 일반적으로, 유기적 결합은 매우 강하고 접착성인 경향이 있는데 (즉, C-H, C-C, C=C, C-O, C-N, 등), 교차결합된 상대적으로 안정된 구조가 생성되기 때문이다. 이러한 부산물은 결과적으로 벗겨질 수도 있으며 기판 결함의 민감도를 증가시키며, 클리닝 사이의 평균 시간 (MTBC) 을 줄이고, 수율을 줄이는 등의 결과를 낼 수도 있다. 예를 들어, 플라즈마 처리에 의해, 플라즈마 소스 및 바이어스의 FW 결합에 영향을 줄 수 있는 부산물의 전도성 필름이 플라즈마 챔버 내부 표면상에 생길 수도 있다.
일 실시형태에서, 배리어 윈도우는 석영 (SiO2) 을 포함함다. 석영은 플라즈마 챔버에 일반적으로 사용되는데, 석영이 플라즈마에 노출되었을 때 쉽게 제거될 수 있는 휘발성의 부산물을 생성하는 경향이 있기 때문이다. 예를 들어,
Figure 112008023049910-pct00004
( 식2 )
Figure 112008023049910-pct00005
( 식3 )
도 6 을 참조하면, 석영 (SiO2) 의 투과성 그래프가 도시된다. 일반적으로 석영은 세라믹 인광 물질을 조명하기 위해서 약 0.25 마이크론에서 약 3.5 마이크론 파장 범위의 상당한 부분의 광을 투과할 수 있다.
도 7 을 참조하면, 붕규산 유리의 투과성 그래프가 도시된다. 또한 Pyrex® 나 Borofloat®로 알려진, 붕규산 유리는 일반적으로 플라즈마에 의해 화학적으로 불활성이 되고 비-휘발성 부산물을 거의 생성하지 않는다. 일반적으로, 붕규산 유리는 세라믹 인광을 조명하기 위해서 약 0.5 마이크론에서 약 2.5 마이크론 파장 범위의 상당한 부분의 광을 투과시킬 수 있다.
도 8 을 참조하면, 사파이어의 투과성 그래프가 도시된다. 사파이어는 일반적으로 플라즈마에 화학적으로 불활성이 되기 때문에 비-휘발성 부산물을 거의 생성하지 않는다. 일반적으로, 사파이어는 세라믹 인광을 조명하기 위해서 약 0.2 마이크론에서 약 5 마이크론 파장 범위의 상당한 부분의 광을 투과할 수 있다.
도 9 를 참조하면, 불화 마그네슘 (MgF2) 의 투과성 그래프가 도시된다. 일반적으로, MgF2 는 세라믹 인광을 조명하기 위해서 약 0.2 마이크론에서 약 5 마이크론 파장 범위의 상당한 부분의 광을 투과시킬 수 있다. 플라즈마에 노출되었을 때, 매우 튼튼하고 내성이 있으며, 사파이어와 같이, 부산물을 거의 생성하지 않는다. 일 실시형태에서, 에칭과 부산물 생성을 실질적으로 줄이기 위해서 석영 배리어 윈도우의 플라즈마 측면은 사파이어 및/또는 MgF2 로 코팅된다.
일 실시형태에서, 배리어 윈도우는 낮은 투과 파면 왜곡을 가지도록 구성된다. 일반적으로, 투과 파면 왜곡은 배리어 윈도우의 굴절률의 동질성을 측정해서 평가된다.
도 10a 를 참조하면, 본 발명의 일 실시형태에 따르는, 배리어 윈도우가 접착제에 의해 기판에 고정된 기판의 개략도가 도시된다. 앞서 설명한 것과 같이, 배리어 윈도우 (1040a) 는 석영, 사파이어, 유리, 그리고 MgF2 중 하나 이상을 포함할 수도 있다. 일 실시형태에서, 접착제 (1005) 는 실리콘 접착제이다. 일 실시형태에서, 기판에 부착되기 전에 인광 입자 (1040b) 는 실리콘 접착제와 같은 바인더 물질을 이용하여 배리어 윈도우 (1040a) 에 직접적으로 부착될 수 있다. 전술한 바와 같이 노치 (1006) 는 일반적으로 플라즈마 (112) 에서 먼 쪽의 기판 표면상에 위치한다. 일 실시형태에서, 배리어 윈도우 (1040a) 는 형광 반응이 포커싱 될 수 있는 렌즈 형태이다. 이 실시형태의 장점은 비-휘발성 부산물 오염을 최소화 함과 함께 기판의 온도를 측정, 세라믹 인광 물질이 손상되면 변경하거나 교체할 수 있는 능력, 그리고 기판 제조 설비에서 세라믹 인광 입자를 부가하거나 교체할 수 있는 능력을 포함한다.
도 10b 를 참조하면, 본 발명의 일 실시형태에 따르는, 세라믹 인광 입자가 배리어 윈도우 내에 제조되는 기판의 개략도가 도시된다. 앞서 설명한 것과 같이, 배리어 윈도우 (1040c) 는 석영, 사파이어, 유리, 그리고 MgF2 중 하나 이상을 포함할 수 있다. 일 실시형태에서, 접착제 (1005) 는 실리콘 접착제이다. 노치 (1006) 는 일반적으로 플라즈마 (112) 로부터 먼 쪽의 기판 표면상에 위치된다. 이 실시형태의 장점은 비-휘발성 부산물 오염을 최소화함과 함께 기판 온도를 측정, 손상되었을 때 세라믹 인광 입자와 배리어 윈도우를 단일 유닛으로 변경하거나 교체하는 능력, 기판 제조 설비에서 세라믹 인광 물질 및 배리어 윈도우를 단일 유닛으로 부가하거나 교체하는 능력, 및 분리된 컴포넌트에서와 달리 기판당 단일 부품만이 정리될 필요가 있음으로 인한 부품 목록의 최소화를 포함한다.
도 11a 를 참조하면, 본 발명의 일 실시형태에 따라, 접착제의 필요 없이 배리어 윈도우가 기판 쉘프 (shelf) 상에 고정된 기판의 개략도가 도시된다. 전술한 바와 같이, 배리어 윈도우 (1140a) 는 석영, 사파이어, 유리, 그리고 MgF2 중의 하나 이상을 포함할 수도 있다. 일 실시형태에서, 배리어 윈도어는 실리콘 접착제와 같은 접착제로 기판 (1108) 에 고정된다. 일 실시형태에서, 배리어 윈도우 (1140a) 는 기판 노치 (1106) 의 수평 결합면 (mating surface) (1107) 및 수직 결합면 (1109) 과 압력 끼워 맞춤 (pressure fit) 의해 짝지어지게 구성된다. 일 실시형태에서, 배리어 윈도우는 기판 노치의 수평 결합면 (1107) 및 수직 결합면 (1109) 과 마찰 끼워 맞춤 (friction fit) 에 의해 짝지어지게 구성된다. 마찰력은 일반적으로 제거력 (removal force) 에 대한 표면적에 걸친 저항으로 정의된다. 일 실시형태에서, 배리어 윈도우의 결합면은 노치 (1106) 상의 상응하는 결합면에 대해 홀딩력 (holding force) 를 첨가할 수도 있고, 홀딩력은 대체로 마찰력보다 크다. 홀딩력은 일반적으로 제거력에 대한 평행 구성 요소의 저항으로 정의된다.
일 실시형태에서, 인광 입자 (1140b) 는 실리콘 접착제와 같은 바인더 물질을 사용해서 직접적으로 배리어 윈도우 (1140a) 에 부착될 수도 있다. 전술한 바와 같이, 노치 (1106) 는 일반적으로 플라즈마 (112) 에서 먼 쪽의 기판 표면 상에 위치한다. 본 실시형태의 장점은 비-휘발성 부산물 오염을 최소화함과 함께 기판 온도를 측정, 플라즈마로부터 세라믹 인광 입자를 차폐하고, 인광 두께 제어를 개선하는, 2 단의 (two tiered) 노치, 손상되었을 때 세라믹 인광 입자 및/또는 배리어 윈도우를 변경하거나 교체하는 능력, 그리고 기판 제조 설비에서 세라믹 인광 입자 및/또는 배리어 윈도우를 부가하거나 교체하는 능력을 포함한다.
도 11b 를 참조하면, 본 발명의 일 실시형태에 따르면, 세라믹 인광 입자의 부착 레이어와 함께, 배리어 윈도우가 접착제로 기판 쉘프 상에 수평 및 수직으로 고정된 기판의 개략도가 도시된다. 일반적으로, 다른 교정 기판들 중에서, 기판 (1108) 과 세라믹 인광 입자의 레이어 (1140b) 의 사이의 접착제 두께의 편차는, 온도 측정 편차를 제공할 수도 있다. 즉, 파워가 교정 기판에 인가될 때 (플라즈마 파워 온과 함께) 변화하는 두께의 접착제 레이어는 그 결과로 변화하는 비율의 열 에너지를 세라믹 인광 입자에 전도할 수도 있다. 예를 들어, ITM 디바이스의 계속적인 교정 동안에, 제 1 교정 기판 (세라믹 인광 입자와 함께) 이 제 2 교정 기판으로 교환되는 경우, 교정 기판 사이의 접착제 레이어 두께의 차이는 ITM 디바이스에 의해 부정확하게 기인한 측정 온도 편차를 보여줄 수 있고, 따라서 플라즈마 처리 시스템 그 자체에 일반적으로 주목되지 않는 교정 오류를 야기한다. 그러나, 유리한 방법으로, 배리어 윈도우 (1140a) 부분이 쉘프 (수평 결합면) (1107) 위에 위치하는 것은 배리어 윈도우와 기판 사이에 고정된 부피와 두께의 캐비티 (cavity ; 1156) 를 형성하고, 온도 측정 편차를 최소화한다.
전술한 바와 같이, 노치 (1106) 는 일반적으로 플라즈마 (112) 로부터 먼 쪽의 기판 표면상에 위치한다. 일 실시형태에서, 접착제 (1156) 는 수평 및 수직 축을 따라 세라믹 인광 입자의 레이어 (1140b) 와 접촉한다. 일 실시형태에서, 세라믹 인광 입자의 레이어 (1140b) 는 실리콘 접착제와 같은 바인더 물질을 사용하여, 배리어 윈도우 (1140a) 에 직접적으로 부착될 수도 있다. 일 실시형태에서, 인광 물질 (1140b) 을 위한 바인더는, 경화가 진행되어 줄어들고 그것에 의해 세라믹 인광 입자 레이어, 및 배리어 윈도우 (1140a) 를 노치 (1106) 쪽으로 당기는 접착제이다. 배리어 윈도우 (1140a) 는 석영, 사파이어, 유리, 그리고 MgF2 중의 하나 이상을 포함할 수도 있다. 본 실시형태의 장점은 두 개 또는 이상의 교정 기판들 사이에서의 교정 오류를 최소화할 뿐만 아니라, 비-휘발성 부산물 오염을 최소화 함과 함께 기판 온도 측정을 포함한다.
도 11c 를 참조하면, 본 발명의 일 실시형태에 따르는, 세라믹 인광 입자의 부착 레이어가 있는 배리어 윈도우가 접착제로 기판 쉘프 상에 수평으로 고정된 기 판의 개략도가 도시된다. 전술한 바와 같이, 노치 (1106) 는 일반적으로 플라즈마 (112) 로부터 먼 쪽의 기판 표면상에 위치한다. 본 실시형태에서는, 접착제 (1156) 는 수평축을 따라 세라믹 인광 입자의 레이어 (1140b) 와 부착될 수도 있다. 한 실시형태로, 세라믹 인광 입자의 레이어 (1140b) 는 실리콘 접착제와 같은 바인더 물질을 이용하여 배리어 윈도우 (1140a) 에 직접적으로 부착될 수도 있다. 일 실시형태에서, 인광 물질 (1140b) 을 위한 바인더는, 경화가 진행되어 줄어들고 그것에 의해 세라믹 인광 입자 레이어, 및 배리어 윈도우 (1140a)를 노치 (1106) 쪽으로 당기는 접착제이다. 본 실시형태의 장점은 두 개 또는 이상의 교정 기판들 사이에서의 교정 오류를 최소화할 뿐만 아니라, 비-휘발성 부산물 오염을 최소화 함과 함께 기판 온도 측정을 포함한다.
도 12 를 참조하면, 본 발명의 일 실시형태에 따르는, 배리어 윈도우가 원형의 개스킷 (gasket) 의 세트에 의해 고정된 기판의 개략도가 도시된다. 일 실시형태에서, 개스킷 (1211) 은 스크린 도어상의 고무 패리미터 (perimeter) 개스킷과 유사한 단일 피스이다. 일 실시형태에서, 개스킷 (1211) 은 기판 노치 (1106) 의 수평 결합면 (1207) 및/또는 수직 결합면 (1209) 과 압력 끼워 맞춤에 의해 짝지어지게 구성된다. 전술한 바와 같이, 배리어 윈도우 (1240a) 는 석영, 사파이어, 유리, 그리고 MgF2 중 하나 이상을 포함할 수도 있다. 일 실시형태에서, 인광 입자 (1240b) 는 실리콘 접착제와 같은 바인더 물질을 사용해서 배리어 윈도우 (1240a) 에 직접적으로 부착될 수도 있다. 전술한 것과 같이, 노치 (1206) 는 일반적으로 플라즈마 (112) 로부터 먼 쪽의 기판 표면 위에 위치한다. 일 실시형태에서, 개스킷 (1211) 은 고무를 포함한다. 일 실시형태에서, 개스킷 (1211) 은 폴리마이드 (polymide) 물질을 포함한다. 일 실시형태에서, 개스킷 (1211) 은 고무를 포함한다. 일 실시형태에서 개스킷 (1211) 은 실리콘 물질을 포함한다. 본 실시형태의 장점은 비-휘발성 부산물 오염을 최소화함과 함께 기판 온도 측정을 포함하고, 세라믹 인광 입자 및/또는 배리어 윈도우가 손상되었을 때 쉽게 변경이나 교체하게 하는 개스킷의 사용, 기판 제조 설비에서 세라믹 인광 입자 및/또는 배리어 윈도우를 부가하거나 교체하는 능력을 포함한다.
도 13 을 참조하면, 본 발명의 일 실시형태에 따르는, 배리어 윈도우가 직사각의 개스킷의 세트에 의해 고정된 기판의 개략도가 도시된다. 일 실시형태에서, 직사각의 개스킷 (1311) 은 스크린 도어상의 고무 패리미터 (perimeter) 개스킷과 유사한 단일 피스이다. 일 실시형태에서, 직사각 개스킷 (1311) 은 확실하게 배리어 윈도우를 노치 (1306) 에 붙이기 위해서 수직 결합면 (1309) 으로 연장되는 모난 돌출부를 갖는다. 일 실시형태에서, 직사각 개스킷 (1311) 은 기판 노치 (1106) 의 수평 결합면 및/또는 수직 결합면과 압력 끼워 맞춤을 통해 짝지어지게 구성된다. 일 실시형태에서, 직사각 개스킷 (1311) 은 고무를 포함한다. 일 실시형태에서, 직사각 개스킷 (1311) 은 폴리마이드 물질을 포함한다. 일 실시형태에서, 직사각 개스킷 (1311) 은 고무를 포함한다. 일 실시형태에서, 개스킷 (1311) 은 실리콘 물질을 포함한다. 본 실시형태의 장점은 비-휘발성 부산물 오염을 최소화함과 함께 기판 온도 측정을 포함하고, 세라믹 인광 물질 및/또는 배리어 윈도우가 손상되었을 때 쉽게 변경이나 교체하게 하는 개스킷의 사용, 기판 제조 설비에서 세라믹 인광 입자 및/또는 배리어 윈도우를 부가하거나 교체하는 능력을 포함한다.
도 14 를 참조하면, 본 발명의 일 실시형태에 따르는, 서로 다른 세라믹 인광 물질의 세트가 위치된 배리어 윈도우의 개략도가 도시된다. 예를 들어, 배리어 윈도우 (1440a) 상에 제 1 온도 범위를 측정할 수 있는 제 1 세라믹 인광 (1440b), 제 2 온도 범위를 측정할 수 있는 제 2 세라믹 인광 (1440c), 그리고 제 3 온도 범위를 측정할 수 있는 제 3 세라믹 인광 (1440d) 이 위치할 수 있다. 본 실시형태의 장점은 적어도 세 개의 분리된 온도 범위에서 기판 온도를 측정하는 것을 포함하고, 모든 세라믹 인광 입자를 유닛으로서 변화할 수 있는 능력을 포함한다.
도 15 를 참조하면, 본 발명의 일 실시형태에 따르는, 기판의 온도를 측정하는 간략화된 방법을 도시한다. 초기에는 (1502), 인광 물질 (예를 들어, 석영, 사파이어, 유리, 그리고 MgF2 등) 이 기판에 결합되고, 인광 물질은 제 2 파장 범위의 전자기 방사에 노출되었을 때 제 1 파장 범위의 형광 반응을 생성하고, 형광 반응은 인광 물질의 온도와 연관되는 감쇠율로 감쇠 되며, 그리고 인광 물질은 플라즈마에 노출되었을 때 제 1 세트의 비-휘발성 부산물을 생성한다. 다음에 (1504), 배리어 윈도우가 인광물질과 플라즈마 사이에 위치하고, 배리어 윈도우는 제 1 파장과 제 2 파장의 적어도 일부분이 투과되도록 하고, 배리어 윈도우는 플라즈마에 노출되었을 때 제 1 세트의 비-휘발성 부산물보다 적은 제 2 세트의 비-휘발성 부산물을 생성한다. 배리어 윈도우를 기판에 고정시키는 방법은 접착제, 개스킷 세트, 등을 포함한다. 마지막으로 (1506), 배리어 윈도우를 통해 전자기 방사가 인광 물질로 투과될 때 형광 반응의 감쇠율로부터 기판 온도를 측정한다.
본 발명을 여러 바람직한 실시형태와 관련하여 설명하였지만, 본 발명의 범위 내에 있는 변경물, 치환물 및 균등물이 있다. 예를 들어, 비록 본 발명은 램 리서치 플라즈마 처리 시스템 (예를 들어, Exelan™, Exelan™HP, Exelan™HPT, 2300™, Versys™Star, 등) 과 관련하여 기술되었지만, 다른 플라즈마 처리 시스템이 사용될 수도 있다. 본 발명에 다양한 직경의 (예를 들어, 200mm, 300mm, LCD, 등) 기판이 쓰일 수도 있다.
본 발명의 장점은 기판의 온도를 결정하는 장치 및 방법의 사용을 포함하는 것이다. 추가적인 장점은 세라믹 인광 입자 및/또는 배리어 윈도우가 손상되었을 때 실질적으로 변경하거나 교체하는 것뿐만 아니라, 플라즈마 챔버에서 세라믹 인광 입자의 오염을 실질적으로 줄이는 것을 포함한다.
이하, 청구항에 정의된 본 발명의 주제와 사상 범위 내에서, 개시된 예시적인 실시형태, 최적의 모드에 대한 변형, 및 변경이 이루어질 수도 있다.

Claims (24)

  1. 플라즈마 처리 시스템에서, 기판의 온도를 측정하는 장치로서,
    상기 기판과 열 접촉하는 인광 물질로서, 상기 인광 물질은 제 2 파장 범위의 전자기 방사에 노출되는 경우 제 1 파장 범위의 형광 반응을 생성하고, 상기 형광 반응은 상기 인광 물질의 온도와 연관되는 감쇠율로 감쇠되며, 상기 인광 물질은 플라즈마에 노출되는 경우 제 1 세트의 비-휘발성 부산물을 생성하는, 상기 인광 물질; 및
    상기 인광 물질과 상기 플라즈마 사이에 위치되는 배리어 윈도우 (barrier window) 로서, 상기 배리어 윈도우는 상기 제 1 파장과 상기 제 2 파장의 적어도 일부분이 투과되도록 하고, 상기 배리어 윈도우는 상기 플라즈마에 노출되는 경우 상기 제 1 세트의 비-휘발성 부산물보다 적은 제 2 세트의 비-휘발성 부산물을 생성하는, 상기 배리어 윈도우를 포함하고,
    상기 전자기 방사가 상기 배리어 윈도우를 통하여 상기 인광 물질로 투과되는 경우, 상기 온도가 상기 형광 반응의 상기 감쇠율로부터 결정되며,
    상기 인광 물질 및 상기 배리어 윈도우는 상기 기판의 노치 (notch) 에 위치되고, 상기 배리어 윈도우는 상기 인광 물질보다 넓은 면적을 차지하는, 기판 온도 측정 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 인광 물질을 교체하기 위하여 상기 배리어 윈도우가 제거될 수 있는, 기판 온도 측정 장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 배리어 윈도우는 석영, 사파이어, 유리, 붕규산염, 및 MgF2 중의 하나를 포함하는, 기판 온도 측정 장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    센서/투과기가 상기 제 2 파장 범위에서 제 2 파장을 투과시키고, 상기 센서/투과기는 상기 제 1 파장 범위에서 제 1 파장을 측정하는, 기판 온도 측정 장치.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 배리어 윈도우는 상기 기판의 표면상의 2 단의 (two-tiered) 노치 (notch) 에 인광 물질을 고정하고, 상기 플라즈마로부터 상기 인광 물질을 차폐하도록 구성되는, 기판 온도 측정 장치.
  6. 제 1 항에 있어서,
    센서/투과기가 상기 기판을 지지하는 척에 위치되는, 기판 온도 측정 장치.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 배리어 윈도우는 접착제, 마찰 끼워 맞춤 (friction fit), 압력 끼워 맞춤 (pressure fit), 및 개스킷 (gasket) 중의 하나로 상기 기판에 고정되는, 기판 온도 측정 장치.
  8. 제 1 항에 있어서,
    제 2 인광 물질이 상기 기판의 상기 노치 (notch) 에 위치되는, 기판 온도 측정 장치.
  9. 플라즈마 처리 시스템에서, 기판의 온도를 측정하는 장치로서,
    인광 물질을 상기 기판에 열 결합하는 수단으로서, 상기 인광 물질은 제 2 파장 범위의 전자기 방사에 노출되는 경우 제 1 파장 범위의 형광 반응을 생성하고, 상기 형광 반응은 상기 인광 물질의 온도와 연관되는 감쇠율로 감쇠되며, 상기 인광 물질은 플라즈마에 노출되는 경우 제 1 세트의 비-휘발성 부산물을 생성하는, 상기 열 결합하는 수단;
    상기 인광 물질과 상기 플라즈마 사이에 배리어 윈도우를 위치시키는 수단으로서, 상기 배리어 윈도우는 상기 제 1 파장과 상기 제 2 파장의 적어도 일부분이 투과되도록 하고, 상기 배리어 윈도우는 상기 플라즈마에 노출되는 경우 상기 제 1 세트의 비-휘발성 부산물보다 적은 제 2 세트의 비-휘발성 부산물을 생성하는, 상기 배리어 윈도우를 위치시키는 수단; 및
    상기 전자기 방사가 상기 배리어 윈도우를 통하여 상기 인광 물질로 투과되는 경우, 상기 형광 반응의 상기 감쇠율로부터 상기 온도를 결정하는 수단을 포함하고,
    상기 인광 물질 및 상기 배리어 윈도우는 상기 기판의 노치 (notch) 에 위치되고, 상기 배리어 윈도우는 상기 인광 물질보다 넓은 면적을 차지하는, 기판 온도 측정 장치.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 인광 물질을 교체하기 위하여 상기 배리어 윈도우가 제거될 수 있는, 기판 온도 측정 장치.
  11. 제 9 항에 있어서,
    상기 배리어 윈도우는 석영, 사파이어, 유리, 붕규산염, 및 MgF2 중의 하나를 포함하는, 기판 온도 측정 장치.
  12. 제 9 항에 있어서,
    센서/투과기가 상기 제 2 파장 범위에서 제 2 파장을 투과하고, 상기 센서/투과기는 상기 제 1 파장 범위에서 제 1 파장을 측정하는, 기판 온도 측정 장치.
  13. 제 9 항에 있어서,
    상기 배리어 윈도우는 상기 기판의 표면상의 2 단의 노치에 인광 물질을 고정하고, 상기 플라즈마로부터 상기 인광 물질을 차폐하도록 구성되는, 기판 온도 측정 장치.
  14. 제 9 항에 있어서,
    센서/투과기가 상기 기판을 지지하는 척에 위치되는, 기판 온도 측정 장치.
  15. 제 9 항에 있어서,
    상기 배리어 윈도우는 접착제, 마찰 끼워 맞춤 (friction fit), 압력 끼워 맞춤 (pressure fit), 및 개스킷 (gasket) 중의 하나로 상기 기판에 고정되는, 기판 온도 측정 장치.
  16. 제 9 항에 있어서,
    제 2 인광 물질이 상기 기판의 상기 노치에 위치되는, 기판 온도 측정 장치.
  17. 플라즈마 처리 시스템에서, 기판의 온도를 측정하는 방법으로서,
    인광 물질을 상기 기판에 열 결합시키는 단계로서, 상기 인광 물질은 제 2 파장 범위의 전자기 방사에 노출되는 경우 제 1 파장 범위의 형광 반응을 생성하고, 상기 형광 반응은 상기 인광 물질의 온도와 연관되는 감쇠율로 감쇠되며, 상기 인광 물질은 플라즈마에 노출되는 경우 제 1 세트의 비-휘발성 부산물을 생성하는, 상기 인광 물질을 열 결합시키는 단계;
    상기 인광 물질과 상기 플라즈마 사이에 배리어 윈도우를 위치시키는 단계로서, 상기 배리어 윈도우는 상기 제 1 파장과 상기 제 2 파장의 적어도 일부분이 투과되도록 하고, 상기 배리어 윈도우는 상기 플라즈마에 노출되는 경우 상기 제 1 세트의 비-휘발성 부산물보다 적은 제 2 세트의 비-휘발성 부산물을 생성하는, 상기 배리어 윈도우를 위치시키는 단계; 및
    상기 전자기 방사가 상기 배리어 윈도우를 통하여 상기 인광 물질로 투과되는 경우, 상기 형광 반응의 상기 감쇠율로부터 상기 온도를 결정하는 단계를 포함하고,
    상기 인광 물질 및 상기 배리어 윈도우는 상기 기판의 노치 (notch) 에 위치되고, 상기 배리어 윈도우는 상기 인광 물질보다 넓은 면적을 차지하는, 기판 온도 측정 방법.
  18. 제 17 항에 있어서,
    상기 인광 물질을 교체하기 위하여 상기 배리어 윈도우가 제거될 수 있는, 기판 온도 측정 방법.
  19. 제 17 항에 있어서,
    상기 배리어 윈도우는 석영, 사파이어, 유리, 붕규산염, 및 MgF2 중의 하나를 포함하는, 기판 온도 측정 방법.
  20. 제 17 항에 있어서,
    센서/투과기가 상기 제 2 파장 범위에서 제 2 파장을 투과하고, 상기 센서/투과기는 상기 제 1 파장 범위에서 제 1 파장을 측정하는, 기판 온도 측정 방법.
  21. 제 17 항에 있어서,
    상기 배리어 윈도우는 상기 기판의 표면상의 2 단의 노치에 인광 물질을 고정하고, 상기 플라즈마로부터 상기 인광 물질을 차폐하도록 구성되는, 기판 온도 측정 방법.
  22. 제 17 항에 있어서,
    센서/투과기가 상기 기판을 지지하는 척에 위치되는, 기판 온도 측정 방법.
  23. 제 17 항에 있어서,
    상기 배리어 윈도우는 접착제, 마찰 끼워 맞춤 (friction fit), 압력 끼워 맞춤 (pressure fit), 및 개스킷 (gasket) 중의 하나로 상기 기판에 고정되는, 기판 온도 측정 방법.
  24. 제 17 항에 있어서,
    제 2 인광 물질이 상기 기판의 상기 노치에 위치되는, 기판 온도 측정 방법.
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